简述砂磨机在钛白粉生产加工中的应用
简述砂磨机在钛白粉生产加工中的应用
2021-05-26

前言

钛白粉为商用名称,其化学名称为二氧化钛,分子式为TiO2。钛白粉具有高折射率、理想的粒度分布、良好的遮盖力和着色力,是一种性能优异的白色化工颜料,广泛应用于涂料、橡胶、塑料、造纸、印刷油墨、日用化工等行业。近年来,随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的持续提高,钛白粉行业呈现出高速发展态势。

总体而言,我国钛白粉生产工艺技术发展至今主要有硫酸法和氯化法两大类。由于氯化法钛白粉气相氧化生产过程中产生了大量的疤粒,在打浆过程中不能达到完全分散,这部分疤粒如果不进行砂磨处理,在包膜过程中会直接将疤粒包膜,经过汽粉机粉碎后的这部分疤粒上膜不完整,而且粒子形状不规则,影响产品质量,是造成产品分散性低和色相差的一个重要原因。针对这种情况,对氧化来料和砂磨后的浆料进行了筛分实验,确定疤粒数量,研究砂磨机在钛白粉后处理工艺中所起到的作用。

我国钛白粉生产工艺技术的发展经历了三个阶段:第一阶段是从20世纪50年代中期到70 年代末,全国钛白粉年产能仅2万t,而且多为低档品种;1978年,全国钛白粉总产量不过2万t,其中颜料级钛白粉所占比例还不到15%。该阶段的特点是技术落后,发展十分缓慢。

第二阶段始于20 世纪70 年代末期到80 年代末期,硫酸法钛白粉生产工艺技术水平得到快速发展,相继生产出锐钛型和金红石型产品,全国钛白粉产能由2万t猛增至10万t。此期间由于“攀枝花钒钛磁铁矿资源综合利用”科技攻关取得硫酸法钛白粉生产技术的新突破,促进了80 年代中期硫酸法钛白粉生产装置技术水平的快速提高。

第三阶段是从20世纪90年代至今,生产能力和产量逐年扩大,2010年全国钛白粉产量达147.2万t。同时生产技术也有了新的突破,从国外引进的硫酸法金红石钛白粉大型生产装置先后投产,引进的氯化法钛白粉大型装置经国内消化吸收,也顺利投产。钛白粉生产装置的引进使用,不仅提高了我国钛白粉的生产技术,也改变了我国仅有小规模作坊式硫酸法生产方式及仅能生产低档锐钛型钛白粉的落后状况。

砂磨机工作原理

砂磨机主要由机体、磨筒、砂磨盘(拨杆)、研磨介质、电机和送料泵组成。

砂磨机是钛白粉后处理的一道重要工序,不仅硫酸法需要,氯化法也同样需要。砂磨机是一种湿式连续性生产之超微粒分散机,砂磨的作用是进一步粉碎在上道工序中产生的聚集粒子、附聚粒子和絮凝粒子,因其粒子间的结合力非常弱,很容易通过机械研磨的方式把它们打开,在分散剂的作用下,防止它们再聚凝在一起,这样使一些较粗大的粒子,经研磨达到具有应用性能的粒度范围。
利用隔膜泵将经过打浆分散后的固-液相混合物料输人砂磨机的简体内,物料和简体内的研磨介质一起被高速旋转的分散器搅动,从而使物料中的固体微粒和研磨介质相互间产生更加强烈的碰撞、摩擦、剪切作用,达到加快磨细微粒和分散聚集体的目的。研磨分散后的物料经过分离器拦截研磨介质,物料从出料管流出,得到符合粒度要求的产品。砂磨后的二氧化钛粒子的粒径通常控制为<5um。

砂磨机在钛白粉生产中的应用

生产高档金红石型钛白粉产品,砂磨过程是一个不可忽视的重要工艺环节。在国外,采用砂磨机研磨包膜前的物料起步较早,而且使用得很普遍。

在金红石型钛白粉的生产中,砂磨机之所以有不可低估的作用,是因为它能把团聚的大颗粒分开,而且经过研磨以后的钛白粉颗粒呈球形,没有棱角,粒径在1um以下,粒径分布比较集中。为此,使得包膜后的产品具有优异的颜料性能和光学特性。国内外生产砂磨机的厂家很多,但经过众多用户的证实和一致认同的是上海法孚莱公司生产的卧式砂磨机,在国内外钛白行业享有较高的声誉。

一、卧式砂磨机的优点

1、卧式砂磨机的高度底

由于结构紧凑,电机置于研磨筒的上方,研磨简置于下方,不但使运行平稳,而且大大降低了设备的总高度。大型号的砂磨机还带有简体滑道,便于维修。

2、研磨介质分布均匀

砂磨机搅拌盘的新颖结构和卧式类型,克服了传统的立式砂磨机存在的研磨介质分布不均匀的缺点,从而使研磨效率大大提高。由于研磨介质的分布均匀,才能使研磨介质与研磨的物料充分接触,避免了由于研磨介质分布不均匀而造成的研磨介质密度大的部位出现的研磨介质颗粒之间的互相碰撞和磨擦。这样不仅影响了研磨效率,而且降低了研磨介质的使用寿命,同时由于研磨介质的磨损,磨下来的介质成分对物料会造成一定的污染。研磨介质密度小的部位,使物料的密度增大,使物料得不到很好的研磨,降低了研磨效率。

3、搅拌轴采用双端面机械密封

带有强制冷却液循环冷却的双端面机械密封系统,保证了机械密封液的清洁千净,避免了机械密封系统的磨损,具有良好的密封效果,延长了机械密封系统的使用寿命。

二、筒体和搅拌磨盘的材质

根据具体的研磨粉碎的物料,研磨筒和搅拌磨盘可以选用不锈钢、陶瓷、聚氨酯等材质。这些材料既具有一定的强度,又有很好的耐磨性能,对所研磨的物料不会造成污染。

三、 研磨工艺

根据不同的生产工艺要求,砂磨机的研磨工艺也有所不同。

1、连续研磨工艺

研磨的浆料由供料泵定量送入砂磨机里装有研磨介质的研磨简里进行研磨。研磨后的物料经动态分级转子分离器分离后,由出料口排出。连续研磨工艺可以根据对所研磨物料细度的不同要求,可采用单台连续研磨或多台连续研磨工艺。

2、循环研磨工艺

欲研磨的浆料中由供料泵定量送入砂磨机的研磨筒里,经研磨后的物料由动态分级分离器分离后,物料经回流管又回到砂磨机的供料贮槽进行再次研磨。循环研磨时间长短可根据对物料达到的细度要求而定。该工艺适合对物料细度要求高的情况。

结语

砂磨机在钛白行业中的应用有它独特的作用和地位,采用砂磨机研磨欲包膜的钛白粉中间物料,使研磨后的物料颗粒细而均匀,粒径分布集中,颗粒外形呈几何球状,从而提高了钛白粉最终产品的颜料性能,光学特性和分散性。砂磨机的研磨效果,在某种意义上来说具有一定的不可替代性。

在钛白粉市场竞争日益激烈和面对国外钛白粉制造大公司高品位产品挑战的压力,我们应尽量采用先进技术和先进设备,提高产品质量,打造自己的品牌,使我国钛白粉产品的质量逐渐跻身于国际钛白粉先进水平行列达到接近、赶上或抗衡的水平,走出具有中国特色的钛白工业发展道路,其中砂磨机的应用将会起到更加积极的推动作用。

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